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Evaluation of the Flourish Dashboard for Context-Aware Fault Diagnosis in Industry 4.0 Smart Factories
Get PDFCyber-physical systems become more complex, therewith production lines become more complex in the smart factory. Every employed system produces high amounts of data with unknown dependencies and relationships, making incident reasoning difficult. Context-aware fault diagnosis can unveil such relationships on different levels. A fault diagnosis application becomes context-aware when the current production situation is used in the reasoning process. We have already published TAOISM, a visual analytics model defining the context-aware fault diagnosis process for the Industry 4.0 domain. In this article, we propose the Flourish dashboard for context-aware fault diagnosis. The eponymous visualization Flourish is a first implementation of a context-displaying visualization for context-aware fault diagnosis in an Industry 4.0 setting. We conducted a questionnaire and interview-based bilingual evaluation with two user groups based on contextual faults recorded in a production-equal smart factory. Both groups provided qualitative feedback after using the Flourish dashboard. We positively evaluate the Flourish dashboard as an essential part of the context-aware fault diagnosis and discuss our findings, open gaps, and future research directions
Few-femtosecond resolved imaging of laser-driven nanoplasma expansion
Get PDFThe free expansion of a planar plasma surface is a fundamental non-equilibrium process relevant for various fields but as-yet experimentally still difficult to capture. The significance of the associated spatiotemporal plasma motion ranges from astrophysics and controlled fusion to laser machining, surface high-harmonic generation, plasma mirrors, and laser-driven particle acceleration. Here, we show that x-ray coherent diffractive imaging can surpass existing approaches and enables the quantitative real-time analysis of the sudden free expansion of laser-heated nanoplasmas. For laser-ionized SiO2 nanospheres, we resolve the formation of the emerging nearly self-similar plasma profile evolution and expose the so far inaccessible shell-wise expansion dynamics including the associated startup delay and rarefaction front velocity. Our results establish time-resolved diffractive imaging as an accurate quantitative diagnostic platform for tracing and characterizing plasma expansion and indicate the possibility to resolve various laser-driven processes including shock formation and wave-breaking phenomena with unprecedented resolution
Quality-Enhancing Techniques for Model-Based Reconstruction in Magnetic Particle Imaging
Get PDFMagnetic Particle Imaging is an imaging modality that exploits the non-linear magnetization response of superparamagnetic nanoparticles to a dynamic magnetic field. In the multivariate case, measurement-based reconstruction approaches are common and involve a system matrix whose acquisition is time consuming and needs to be repeated whenever the scanning setup changes. Our approach relies on reconstruction formulae derived from a mathematical model of the MPI signal encoding. A particular feature of the reconstruction formulae and the corresponding algorithms is that these are independent of the particular scanning trajectories. In this paper, we present basic ways of leveraging this independence property to enhance the quality of the reconstruction by merging data from different scans. In particular, we show how to combine scans of the same specimen under different rotation angles. We demonstrate the potential of the proposed techniques with numerical experiments
Methionine 274 Is Not the Determining Factor for Selective Inhibition of Histone Deacetylase 8 (HDAC8) by L-Shaped Inhibitors
Get PDFHDAC8 is an important target in several indication areas including childhood neuroblastoma. Several isozyme selective inhibitors of HDAC8 with L-shaped structures have been developed. A theoretical study has suggested that methionine 274 (M274) would act as a “switch” that controls a transient binding pocket, which is induced upon binding of L-shaped inhibitors. This hypothesis was experimentally examined in this study. The thermostability and functionality of HDAC8 wildtype and mutant variants with exchanged M274 were analyzed using biophysical methods. Furthermore, the binding kinetics of L-shaped and linear reference inhibitors of these HDAC8 variants were determined in order to elucidate the mode of interaction. Exchange of M274 has considerable impact on enzyme activity, but is not the decisive factor for selective recognition of HDAC8 by L-shaped inhibitors
Augmented Reality and Virtual Reality in the Context of Work, Research and Teaching
Get PDFZusammenfassung
Technologien zur Unterstützung von Augmented Reality (AR) und Virtual Reality (VR) setzen sich mit zunehmender Geschwindigkeit am Markt durch und ermöglichen so das seit vielen Jahren bekannte AR-/VR-Konzept in vielfältigen industriellen, dienstleistungsorientierten, hochschulischen und privaten Einsatzbereichen zu betriebswirtschaftlich sinnvollen Rahmenbedingungen anzuwenden. Insbesondere im Endkundenmarkt erschließen sich einschlägige Anwendungen einen stark wachsenden Markt. AR und VR werden über die bislang in diesem Bereich dominierende Spieleindustrie hinaus „alltagstauglich“. Für eine vertiefende Diskussion einzelner Einsatzbereiche und Herausforderungen ist es daher zunächst hilfreich, die Begrifflichkeiten voneinander abzugrenzen und die mit dem Einsatz verbundenen begleitenden Chancen und Risiken im konkreten Projektkontext adressieren zu können. Dieser Beitrag definiert daher zunächst die zentralen Begriffe und stellt anschließend grundlegende Anwendungsmöglichkeiten und wichtige Einsatzgebiete vor. Er unterstützt zudem bei der Betrachtung von Vor- und Nachteilen, insbesondere im Kontext der Suche nach passenden Lösungen und des Risikomanagements und schließt mit Hinweisen für den Einstieg in Technologie und Anwendung.Abstract
Technologies to support augmented reality (AR) and virtual reality (VR) are establishing themselves on the market at an increasing rate, thus enabling the AR/VR concept, which has been known for many years, to be applied in a wide variety of industrial, service-oriented, academic and private areas of application under conditions that make sense from a business or personal perspective. Particularly in the end customer market, relevant applications are opening up a rapidly growing market beyond the gaming industry that has dominated this area to date—AR and VR are becoming more and more fit for everyday use. For an in-depth discussion of application areas and challenges, it is therefore helpful to be able to distinguish relevant terms from one another and to able to address opportunities and risks associated with the technologies’ use in specific project contexts. This article therefore first defines the key terms and concepts. Afterwards potential applications and important areas of use are discussed. This article also provides support in considering advantages and disadvantages, especially in the context of finding suitable solutions and a reasonable risk management. It concludes with tips for getting started with technology and application
Die Entwicklung von Zukunftsszenarien für das Smart Grid LAB Hessen
Get PDFDas zukünftige Stromnetz der Niederspannungsebene wird zunehmend durch dezentrale Energieerzeugungsanlagen, neue Lasten und eine verstärkte Digitalisierung geprägt. Das Ziel der Arbeit bestand darin die aktuellen energierelevanten Strukturen von Prosumern im Sektor der privaten Haushalte in Hessen abzubilden und deren zukünftige Entwicklungen unter Berücksichtigung der energiepolitischen Ziele und Rahmenbedingungen zu prognostizieren. Die Ergebnisse bilden eine wichtige Grundlage für zukünftige energetische Versorgungsaufgaben und Netzentwicklungen.
Hessische Gemeinden können in Statistiken eindeutig nach ihren Gemeindeschlüsseln identifiziert werden. Um das Bundesland aussagekräftig darzustellen, wurden anhand der Hessischen Gemeindestatistik 2021 die einzelnen Gemeinden anhand ihrer Einwohner-Arbeitsplatzdichte gewichtet und einem Verdichtungsraum zugeordnet. Dadurch lassen sich Strukturen in ländlichen und städtischen Gebieten klar voneinander trennen. Darauf aufbauend konnten Daten zu Bestand und Entwicklungstrends von Photovoltaikmodulen mit und ohne Speicher aus dem Marktstammdatenregister, sowie der Kraftfahrzeug- und Ladesäulenbestand, ermittelt durch das Bundeskraftfahramtes, in die Untersuchungen integriert werden.
Die zentralen Ergebnisse der Untersuchungen sind, dass die ländlichen, dünn besiedelten Gemeinden große Gesamtflächen prägen, wobei die Menschen dort hauptsächlich in Ein- und Zweifamilienhäusern leben. Rund dreiviertel der Hessischen Gesamtbevölkerung konzentrieren sich demgegenüber in den städtischen Gebieten, die einen hohen Mehrfamilienhausanteil aufweisen und deutlich mehr Wohngebäude anbieten. In allen Technologien ist in den ländlichen eine höhere Durchdringung zu erkennen, die sich im Vergleich zu den städtischen aber durch deren höhere Gebäudeanzahl relativiert. Auffällig ist, dass auf dem Land tendenziell größere PV-Anlagen installiert sind und die Anzahl privater Ladesäulen insgesamt deutlich die der öffentlichen übertrifft. Außerdem werden vor allem Luft-Wärmepumpen in Neubauten vermehrt als Wärmequelle eingesetzt. Zukünftig weisen die städtischen Gemeinden ein großes Potential für Prosumer-Ausbau auf, in den ländlichen ist dieser aber leichter umsetzbar, begründet durch den hohen Einfamilienhausanteil und größere Wohnbauflächen pro Einwohner. Auch die Höhe der beantragten staatlich finanzierten Zuschüsse belegen einen enormen Zuwachs in den Prosumer-Komponenten im Jahr 2020.
In einem speziell entwickelten MATLAB-Programm, können basierend auf der vorangegangenen Analyse Lastkurven für Gebäude berechnet werden, mit Hinblick auf die Prosumer-Komponenten Photovoltaikanlage, Batteriespeicher, private Ladestation für Elektroautos und elektrische Wärmepumpe. In verschiedenen Netz-Topologien und Szenarien können die erstellten Prosumer miteinander verschaltet werden, um darauf aufbauend herausfordernde Netzzustände zu analysieren und notwendige Regelalgorithmen in einem Smart Grid herauszuarbeiten
Transparent by choice: Proactive disclosures increase compliance with digital defaults
Get PDFDefault nudges successfully guide choices across multiple domains. Online use cases for defaults range from promoting sustainable purchases to inducing acceptance of behavior tracking scripts, or “cookies.” However, many scholars view defaults as unethical due to the covert ways in which they influence behavior. Hence, opt-outs and other digital decision aids are progressively being regulated in an attempt to make them more transparent. The current practice of transparency boils down to saturating the decision environment with convoluted legal information. This approach might be informed by researchers, who hypothesized that nudges could become less effective once they are clearly laid out: People can retaliate against influence attempts if they are aware of them. A recent line of research has shown that such concerns are unfounded when the default-setters proactively discloses the purpose of the intervention. Yet, it remained unclear whether the effect persists when defaults reflect the current practice of such mandated transparency boils down to the inclusion of information disclosures, containing convoluted legal information. In two empirical studies (N = 364), respondents clearly differentiated proactive from mandated transparency. Moreover, they choose the default option significantly more often when the transparency disclosure was voluntary, rather than mandated. Policy implications and future research directions are discussed